Bdelloidea: mikroorganizm sprzed 24 000 lat powraca do życia

Napisane i zweryfikowane przez biologa Cesar Paul Gonzalez Gonzalez

Ostatnia aktualizacja: 05 czerwca, 2023

Jedną z najbardziej fantastycznych rzeczy w umysłach niektórych pisarzy jest możliwość zamrożenia i spania przez lata. Jednak, przynajmniej w przypadku złożonych istot żywych, niemożliwe jest osiągnięcie tego bez śmierci, a przynajmniej tak sądzono do 2021 roku. Podczas badań na Antarktydzie w wiecznej zmarzlinie odkryto wrotka (Bdelloidea) o niesamowitej zdolności.

Jak możesz sobie wyobrazić, organizm ten był zamrożony przez kilka lat i jest jednym z pierwszych organizmów wielokomórkowych zdolnych do “ożywienia” pomimo upływu czasu. Gatunek ten jest mały i niewidoczny gołym okiem, ale dzięki swojej niesamowitej zdolności do przetrwania przetrwał do dnia dzisiejszego. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o historii tego maleńkiego mikroorganizmu.

Co to są wrotki?

Ta grupa zwierząt jest mikroskopijna i ma od 0,2 do 1 milimetra długości. Organizmy te zamieszkują słodkie i słone środowiska wodne, wilgotną glebę, mchy, porosty i wszelkie środowiska z nadmiarem wody. Fizyczny kształt wrotków jest charakterystyczny, ponieważ ich ciało przypomina rodzaj kieliszka do wina, szerokiego na głowie, ale smukłego na szypułce.

W szczególności ciało tych osobników jest podzielone na trzy sekcje: głowę, tułów i stopę. W świetle mikroskopu można zaobserwować pewne charakterystyczne cechy każdego regionu, które wymieniono poniżej:

• Głowa: ten obszar przedstawia koronę rzęsek, które są rodzajem mikroskopijnych macek, których ruch pozwala im tworzyć małe prądy. W rzeczywistości te oscylacje są powodem ich nazwy, ponieważ wydają się “nosić koło” na głowie. Jest to dosłowne znaczenie łacińskiego rotifera.
• Tułów: mieści wszystkie narządy przetwarzające pokarm, takie jak jelito, żołądek i kloaka. Chociaż każdy gatunek może być nieco inny, jest to zazwyczaj najszerszy obszar ciała.
• Stopa lub szypułka: na pierwszy rzut oka wygląda jak rodzaj ogona, który może się rozciągać i chować. Ta część służy do pełzania lub zakotwiczenia się w określonym obszarze.

Pomimo swoich rozmiarów, grupa wrotków jest bardzo skuteczna w przetrwaniu. W rzeczywistości istnieje ponad 2000 opisanych gatunków na całym świecie. Nie jest to przypadek, ponieważ mają one mechanizm uśpienia, który czyni je odpornymi na suszę, ekstremalne zimno, zmiany chemiczne w wodzie i niedobory żywności.

Spotkanie z przeszłością

Aby dowiedzieć się więcej o życiu, które zamieszkiwało Ziemię miliony lat temu, często wykorzystuje się pewne regiony na biegunach, gdzie zimno utrzymywało stałe pokrywy lodowe.

Miejsca te nazywane są wieczną zmarzliną, których cechą szczególną jest to, że zawierają “mumie” żywych istot, uwięzionych w nich przez wiele wieków. To kwalifikuje je jako prawdziwe kapsuły czasu, pomagające dowiedzieć się więcej o przeszłości.

Mając to na uwadze, zespół kierowany przez badaczkę Lyubov Shmakovą zebrał część gleby wiecznej zmarzliny w północno-wschodniej Syberii. Podczas przetwarzania lodu zauważyli mikroorganizm, który zaczął się poruszać. Kiedy go przeanalizowali, zrozumieli, co się dzieje: piękny wrotek był uwięziony przez lata w lodzie i wracał do życia.

Charakterystyka mikroorganizmu Bdelloidea

Formalnie Bdelloidea to podgrupa wrotków, która skupia większość ich gatunków. Organizmy te są znane z tego, że są w stanie wytrzymać temperatury od 0 do -20 stopni Celsjusza. Ponadto prawie wszystkie osobniki należące do tej grupy są partenogenetyczne.

Te cechy są ważne, ponieważ są to główne cechy mikroorganizmu zamrożonego w wiecznej zmarzlinie. Innymi słowy, zaobserwowano małe zwierzę w kształcie wrotka, które odrodziło się po rozmrożeniu kostki lodu, która je chroniła. Dzięki temu nie było wątpliwości, że okaz należał do grupy Bdelloidea.

Zgodnie z artykułem w czasopiśmie Current Biology opublikowanym w 2021 r., naukowcy, którzy odkryli tego ocalałego, byli w stanie zaklasyfikować go do rodzaju Adineta.

W tym celu przeprowadzili analizy genetyczne, które wykazały jego bliskość do tej grupy. Ponadto przeprowadzono również proces identyfikacji wieku tego gatunku. Udało im się ustalić, że został on zamrożony 23 000 do 24 000 lat temu.

Jak udało mu się przetrwać tak długo?

Dzięki zdolności do spowolnienia metabolizmu przetrwał zamarznięcie wewnątrz lodu . Ponadto ciało wrotka przeszło wewnętrzną modyfikację, która pozwoliła mu zmniejszyć rozmiar, aby uniknąć całkowitego zamarznięcia. Krótko mówiąc, stał się mniejszy i zatrzymał swój metabolizm, aby wejść w stan uśpienia zwany “kryptobiozą”.

Ten proces wystarczył, aby uchronić go przed zamarznięciem na śmierć, więc wystarczyło tylko kilka godzin ciepła i wrócił do normy.

Chociaż grupa Bdelloidea jest znana z wykazywania tego rodzaju uśpienia, nigdy nie odnotowano żadnego organizmu, który przetrwałby ponad 10 lat zamarzania. Z tego powodu gatunek ten jest nowością i może nadal skrywać tajemnice.

Bdelloidea przetrwał i nie zamierza umierać

Zespół, który znalazł to małe zwierzę, próbował rozpocząć jego hodowlę. Ku ich zaskoczeniu, organizm zareagował całkiem dobrze, ponieważ nie musiał łączyć się w pary z innymi osobnikami, aby wyprodukować potomstwo. Mechanizm ten nazywany jest “partenogenezą”. Zasadniczo samica może zajść w ciążę bez potrzeby posiadania samca.

Jak widać, ten odrodzony gatunek wydaje się być tutaj na stałe. Przypadek tej małej wrotki jest wyjątkowy, ponieważ zwierzęta wielokomórkowe zwykle nie są w stanie wytrzymać tak wiele w takich warunkach. Otwiera to jednak nowe perspektywy. Taką zdolność można wykorzystać, aby dowiedzieć się więcej o kriobiologii.